Автореферат (1148253)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиБойко Павел ВалентиновичМАКС DSM:Система распределённой общей памятидля мультиагентных систем в IoT05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительныхмашин, комплексов и компьютерных сетейАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСанкт-Петербург – 2018Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образователь­ном учреждении высшего образования «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет».Научный руководитель:Андрианов Сергей Николаевичдоктор физико-математических наук, профессор, заведую­щий кафедрой компьютерного моделирования и многопро­цессорных систем федерального государственного бюджет­ного образовательного учреждения высшего образования«Санкт-Петербургский государственный университет», по­четный работник Высшей школы Российской ФедерацииОфициальные оппоненты: Кореньков Владимир Васильевичдоктор технических наук, профессор, директор Лаборато­рии информационных технологий ОИЯИ, заведующий ка­федрой распределенных информационно-вычислительныхсистем Международного университета «Дубна»Ковтуненко Алексей Сергеевичкандидат технических наук, доцент кафедры информатикиФедерального государственного бюджетного образователь­ного учреждения высшего образования «Уфимский государ­ственный авиационный технический университет»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное об­разовательное учреждение высшего обра­зования «Петрозаводский государственныйуниверситет»Защита состоится 29 марта 2018 г.

в 15:30 на заседании диссертационногосовета Д 212.232.51 на базе Санкт-Петербургского государственного универси­тета по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетскийпр., 28, математико-механический факультет, ауд. 405.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. Горь­кого Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034,Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9 и на сайте https://disser.spbu.ru/files/disser2/disser/ryzpYcdgxg.pdf.Автореферат разослан «Ученый секретарь диссертацион­ного совета Д 212.232.51доктор физико-математическихнаук, профессор»2018 г.Демьянович Юрий Казимирович3Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. Мультиагентные системы (МАС)сформировались в виде отдельного научного направления в 1980-е, получилиширокое признание в 1990-е и активно применяются на практике с 2000-х.

Се­годня агентно-ориентированный подход используется для распределённого ре­шения задач моделирования, организации работы коллективов роботов и др.Ключевые темы исследований МАС – коммуникация, координация и согла­сование. При этом вопрос коммуникации является основополагающим, так какв отсутствие коммуникации другие взаимодействия в МАС становятся невоз­можны. Одной из основных концепций коммуникации в теории МАС является«доска объявлений» (англ.

blackboard), обычно реализуемая посредством специ­ализированного узла-сервера для хранения общей информации. В случае высо­кой динамики состава устройств в системе, характерной для сферы Интернетавещей (англ. Internet of Things – IoT), централизованный подход становитсянеэффективен и решением становится распределённая доска объявлений / рас­пределённая общая память (англ. distributed shared memory – DSM).Другим характерным свойством МАС в сфере IoT является применениеэнергоэффективных и относительно недорогих вычислителей, указанные свой­ства которых достигаются в том числе за счет снижения их производительностии отсутствия некоторых архитектурных блоков (например, блока управленияпамятью (англ.

memory management unit – MMU).Указанные выше особенности построения МАС в сфере IoT привели к си­туации, когда базовый способ коммуникации, DSM, оказался в данной сференедоступен. Среди причин имеются как технические (ориентация современныхDSM систем на Linux-совместимые платформы с MMU), так и научные (моде­ли и алгоритмы существующих DSM систем не учитывают специфику даннойпредметной области). В дополнение, рост интереса к IoT платформам и постро­ению на них МАС – тенденция лишь последних лет, в связи с чем и научнаяи техническая составляющие для систем такого рода на данный момент суще­ственно отстают от данных составляющих для традиционных систем.Степень разработанности темы исследования.

Масштабные работыпо теории МАС были проведены в разные годы В. Б. Тарасовым, Y. Shoham,G. Weiss, M. Wooldridge и др. Многопроцессорные вычислительные системы4исследовались А. М. Андреевым, Г. П. Можаровым, В. В. Сюзевым и др.Родоначальником DSM систем принято считать K. Li, защитившего дис­сертацию на данную тему в 1986 году. В дальнейшем множество ученых ис­следовали существующие и предлагали новые модели консистентности, балан­сируя между производительностью и предсказуемостью. Наиболее существен­ные результаты были получены такими учеными как N. Bershad, M. Dubois, K.Gharachorloo, J. R. Goodman, P.

W. Hutto, P. Keleher, L. Lamport, R. J. Lipton идр. Разработкой и анализом алгоритмов занимались A. Forin, R. E. Kessler, O.Krieger, M. Livny, M. Stumm, S. Zhou и др. Конечные DSM системы создавалиH. E. Bal, J. K. Bennett, B. N. Bershad, B. Fleisch, D. Gelernter, E. Jul, P. J.Keleher, K. Li, M. Stumm, L. Zeng, S. Zhou и др.В последние годы направление исследований смещается от разработкипринципиально новых моделей консистентности и универсальных алгоритмовк созданию узко-специализированных DSM-систем, наиболее полно учитываю­щих особенности той или иной предметной области (к примеру, можно обра­титься к статьям L.

Zeng 2017 года). Однако сфера IoT при высоком уровневостребованности оказалась до сих пор исследователями не охвачена.Объект и предмет исследования. В данной работе в качестве объектаисследования выступают модели, методы, алгоритмы, языки и программныеинструменты для организации процесса обмена «знаниями» в мультиагентныхсистемах.

Предметом исследования является мультиагентная координация по­средством механизма распределённой общей памяти в условиях беспроводнойсвязи в анизотропном радиоэфире.Цели и задачи диссертационной работы. С учетом проведенного ана­лиза, целью данной работы является разработка моделей, алгоритмов и про­граммных средств, реализующих концепцию распределённой общей памяти длямультиагентных систем в IoT и позволяющих существенно упростить и уско­рить создание прикладных решений в данной области. В соответствии с постав­ленной целью в работе решаются задачи по созданию следующих компонент.1.

Модели консистентности данных в распределённой системе, отвечающейтребованиям и особенностям мультиагентных систем в области IoT.2. Алгоритма организации узлов мультиагентной системы в само-восстанав­ливающуюся структуру, устойчивую к выходу из строя отдельных узлов.53. Программного интерфейса для прикладного взаимодействия с разрабаты­ваемым механизмом реализации концепции распределённой памяти.4.

Программного обеспечения, реализующего концепцию распределённой об­щей памяти для мультиагентных систем в сфере IoT.5. Экспериментального программно-аппаратного стенда (включая сбор ха­рактеристик разработанного программного решения).Научная новизна данного исследования заключается в следующем.1. Усиленная модель консистентности по выходу (англ. enhanced release consistency) дополняет возможности известной ранее модели по выходу от­дельными свойствами модели по входу.

Данное сочетание свойств пред­ложено впервые и позволяет добиться лучших характеристик в заданнойпредметной области, чем любая из исходных моделей.2. Алгоритм ролей и переходов для узлов МАС, в отличие от описанныхранее алгоритмов, учитывает высокую динамичность системы и обеспечи­вает её устойчивость к сбоям отдельных узлов.3. Концепция и интерфейс прикладного взаимодействия с DSM системойупрощают её использование и перенос на альтернативные аппаратныеплатформы, а также обеспечивают более высокий уровень защиты от оши­бок прикладного программиста по сравнению с предложенными ранее.Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследова­ние стимулирует развитие МАС в сфере IoT.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации